(57)【要約】【課題】  ＬＥＤを有する照明装置の単位時間当たりの温度上昇率を抑える装置を提供する。【解決手段】  照明装置３１は、ＬＥＤチップ３１１を有する発光部３１０と、ＬＥＤチップ３１１の発した光を一定方向に反射し、発光部３１０と接触する部分から、ＬＥＤチップ３１１の発光による熱の伝達を受ける反射及び放熱部３２０を備える。発光部３１０は、ＬＥＤチップ３１１、リードフレーム３１３、及びパッケージ３１２を有する。ＬＥＤチップ３１１はリードフレーム３１３を介して供給される電力により、発光及び発熱する。パッケージ３１２は、ＬＥＤチップ３１１の発した光を放出し、反射及び放熱部３２０と接触する部分を有する。パッケージ３１２は、円柱形状部３１２ａと、半球体形状部３１２ｂから構成される。半球体形状部３１２ｂは、ＬＥＤチップ３１１の発した光を放出する。円柱形状部３１２ａの側面、底面の少なくとも一方で反射及び放熱部３２０と接触する。【選択図】      図６
2006004632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤチップを有する発光部と、
前記ＬＥＤチップの発した光を一定方向に反射し、前記発光部と接触する部分から、前記ＬＥＤチップの発光による熱の伝達を受ける反射及び放熱部を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記発光部は、前記ＬＥＤチップ、リードフレーム、及びパッケージを有し、
前記ＬＥＤチップは前記リードフレームを介して供給される電力により、前記発光及び発熱をし、
前記パッケージは、前記ＬＥＤチップの発した光を放出し、前記反射及び放熱部と接触する部分を有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記パッケージは、円柱形状部と、半球体形状部から構成され、
前記半球体形状部は、前記ＬＥＤチップの発した光を放出し、
前記円柱形状部の側面、底面の少なくとも一方で前記反射及び放熱部と接触することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記反射及び放熱部は、金属材料で構成されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
前記反射及び放熱部は、放熱フィンを有することを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記反射及び放熱部により一定方向に反射した光は撮像装置が撮影する被写体に照射されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項７】
前記反射及び放熱部により一定方向に反射した光を、前記撮像装置の撮影タイミングに合わせて時間的に連続して二回以上被写体に照射させる連続照射制御手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置におけるＬＥＤを使った照明装置に関し、ＬＥＤの放熱、及び集光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラなどの撮像装置で広く用いられてきた、キセノン管などのストロボ発光による照明装置に代わり、低電圧駆動が可能で回路構成が簡単なＬＥＤを使った照明装置が提案されている。
【０００３】
ＬＥＤを連続して発光させることにより、ＬＥＤは温度上昇する。この温度上昇はＬＥＤの光量を下げる原因となる。図１は、温度上昇とＬＥＤの光量の関係を示す図であり、温度上昇に伴って、ＬＥＤの光量すなわち輝度が落ちることが分かる。
【０００４】
特許文献１は、撮像装置において、矩形波のパルス駆動によるＬＥＤ発光を行い、静止画の発光撮影の連写を可能にしたＬＥＤによる照明装置を開示している。ＤＣ（電流）駆動に比べてパルス駆動を用いると通電ＯＦＦ期間が設けられるので、発光に伴い発生する熱によるＬＥＤの温度上昇を抑えることが可能である。図２は、横軸に時間をとり、ＤＣ駆動の場合のＬＥＤの温度上昇（図２の（１）線）と、パルス駆動の場合のＬＥＤの温度上昇（図２の（２）線）の違いを示す図である。いずれも信号がオン状態にある場合は、照明装置は点灯する。ＤＣ駆動の場合は、ＬＥＤを点灯すべき期間の間（Ｔ０〜Ｔ５）、定常電流が流れるため、ＬＥＤの温度は上昇し続ける。オフにした時点（Ｔ５）から、温度は下がる。一方、パルス駆動の場合は、ＬＥＤを点灯すべき期間の間にも信号がオフにされる期間（Ｔ１〜Ｔ２、Ｔ３〜Ｔ４）があり、この期間の間、ＬＥＤの温度は下がる。そのため、ＬＥＤの点灯期間中（Ｔ０〜Ｔ５）にも、ＬＥＤの温度は上昇と下降を繰り返し、結果として熱の蓄積は、ＤＣ駆動の場合に比べて少なくて済む。
【特許文献１】特開２００３−１０１８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の装置は、ＬＥＤを有する照明装置の単位時間当たりの温度上昇率を変えることは出来ない。
【０００６】
したがって本発明の目的は、ＬＥＤを有する照明装置の単位時間当たりの温度上昇率を抑える装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る照明装置は、ＬＥＤチップを有する発光部と、ＬＥＤチップの発した光を一定方向に反射し、発光部と接触する部分から、ＬＥＤチップの発光による熱の伝達を受ける反射及び放熱部を備える。これにより、ＬＥＤチップの発した光を略同一方向に集光して発光効率を高める他、ＬＥＤチップの発した熱の放熱効率を高めて単位時間当たりの温度上昇率を抑えることが可能になる。
【０００８】
好ましくは、発光部は、ＬＥＤチップ、リードフレーム、及びパッケージを有し、ＬＥＤチップはリードフレームを介して供給される電力により、発光及び発熱をし、パッケージは、ＬＥＤチップの発した光を放出し、反射及び放熱部と接触する部分を有する。
【０００９】
さらに好ましくは、パッケージは、円柱形状部と、半球体形状部から構成され、半球体形状部は、ＬＥＤチップの発した光を放出し、円柱形状部の側面、底面の少なくとも一方で反射及び放熱部と接触する。
【００１０】
また、好ましくは、反射及び放熱部は、金属材料で構成される。
【００１１】
さらに好ましくは、反射及び放熱部は、放熱フィンを有する。
【００１２】
また、好ましくは、反射及び放熱部により一定方向に反射した光は撮像装置が撮影する被写体に照射される。
【００１３】
さらに好ましくは、反射及び放熱部により一定方向に反射した光を、撮像装置の撮影タイミングに合わせて時間的に連続して二回以上被写体に照射させる連続照射制御手段を備える。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明によれば、ＬＥＤを有する照明装置の単位時間当たりの温度上昇率を抑える装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図を用いて説明する。図３は、本実施形態の照明制御装置を備える撮像装置１の背面からの斜視図である。図４は、撮像装置１の正面図である。図５は、撮像装置１の回路構成図である。撮像装置１はデジタルカメラであるとして説明する。図６、図７は、照明装置の断面構成図である。
【００１６】
撮像装置１の撮像に関する部分は、光学ファインダ１１、ＬＥＤオンボタン１２、レリーズボタン１４、連写ボタン１５、動画ボタン１６、ＬＣＤモニタ１７、及び照明装置３１から構成される。光学ファインダ１１は、被写体像を光学的に観察可能な装置である。被写体像は、ＬＣＤモニタ１７によってもＣＣＤ（不図示）などの撮像素子から構成される撮像ブロック２２によって撮像された画像を表示させることができる。
【００１７】
ＬＥＤオンボタン１２は、押下することによってＬＥＤオンスイッチ１２ａがオン状態にされ露光時などに照明装置３１を点灯させる。レリーズボタン１４は、半押しすることにより測光スイッチ１３ａがオン状態にされ測光や測距及び合焦動作が行われ、全押しすることによりレリーズスイッチ１４ａがオン状態にされ撮像が行われる。連写ボタン１５は、押下することにより連写スイッチ１５ａがオン状態にされ、レリーズスイッチ１４ａがオン状態にされている間、１秒間に３コマなど時間的に連続して複数の被写体が撮像される。動画ボタン１６は、レリーズスイッチ１４ａがオン状態にされている間、記録するフレーム間隔で被写体が撮像される。
【００１８】
照明装置３１は、周囲が暗い場合などに露光タイミングに合わせて露光時間内及び一定要件下の露光時間外の間点灯して被写体に適当な光量を供給する。照明装置３１の詳細は後述する。
【００１９】
照明装置３１は、ＣＰＵ２１から出力され後述する点灯回路３３を介して供給されるパルス信号により駆動する。パルス信号は、一定周期（デューティ周波数の逆数）でオンとオフが繰り返し行われる矩形波の信号で、デューティ周波数は照明装置３１がちらつきを生じない５０Ｈｚ以上すなわち一定周期が１／５０秒以下であるのが望ましい。このデューティ周波数は、ＣＰＵ２１に予めセットされているが、使用者により変更できるようにしてもよい。
【００２０】
本実施形態では、使用者がＬＥＤオンスイッチ１２ａをオン状態にさせた時に強制的に照明装置３１を点灯させる形態を説明するが、測光によって得られた露光値から自動的に点灯させる形態であってもよい。
【００２１】
これらのスイッチの入力信号に対応する各種の出力はＣＰＵ２１によって制御される。ＣＰＵ２１の入出力信号を図５の回路構成図で説明する。ＬＥＤオンスイッチ１２ａ、測光スイッチ１３ａ、レリーズスイッチ１４ａ、連写スイッチ１５ａ、動画スイッチ１６ａのオン／オフ情報は、それぞれ１ビットのデジタル信号としてＣＰＵ２１のポートＰ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ１６に入力される。撮像ブロック２２、被写体の測光動作を実行して露光値を演算し、この露光値に基づき撮影に必要となる絞り値及び露光時間を演算するＡＥ部２３、及び測距を行い測距結果に基づき撮影に必要となる合焦動作を行うＡＦ部２４は、それぞれポートＰ３、Ｐ４、Ｐ５で信号の入出力が行われる。
【００２２】
ポートＰ２０では、照明装置３１を点灯させる点灯回路３３が接続される。ＣＰＵ２１のポートＰ２０は所定のデューティ比のパルス信号を点灯回路３３から出力させるための制御信号を出力する。点灯回路３３から出力されたパルス信号は、制限抵抗３２を介して照明装置３１に供給される。従って、ＣＰＵ２１と点灯回路３３は、パルス信号を照明装置３１に供給するパルス信号発生機能を有する。
【００２３】
点灯回路３３は、トランジスタＴｒ１とバイアス抵抗３４、３５で構成される。トランジスタＴｒ１は、照明装置３１に供給されるパルス信号をスイッチングするように接続されたＮＰＮトランジスタで、ベースが抵抗３４を介してＣＰＵ２１に接続されている。抵抗３５は、ベースとエミッタの間に接続される。
【００２４】
測光スイッチ１３ａをオン状態にすることにより（レリーズボタン１４を半押し）、ポートＰ１３にオン信号が入力されると、ＣＰＵ２１は、ＡＥ部２３のＡＥセンサ（不図示）を駆動し、被写体光の測光動作を実行して露光値を演算し、この露光値に基づき撮影に必要となる絞り値及び露光時間を演算する。また、ＣＰＵ２１は、ＡＦ部２４のＡＦセンサ（不図示）を駆動し、測距を行う。この測距結果に基づきＡＦ部２４のレンズ制御回路（不図示）を駆動しレンズ位置を光軸方向に変位させ焦点距離調節を行う。
【００２５】
レリーズスイッチ１４ａをオン状態にすることにより（レリーズボタン１４を全押し）、ポートＰ１４にオン信号が入力されると、ＣＰＵ２１は、撮像動作を行う。すなわち上述した絞り値に応じて絞り機構（不図示）を駆動し、シャッタ機構（不図示）を所定のシャッタ速度でレリーズ駆動し、ＣＣＤなどの撮像ブロック２２を駆動し露光を行う。
【００２６】
レリーズスイッチ１４ａがオン状態にあり、かつＬＥＤオンスイッチ１２ａがオン状態にされ、ポートＰ１２、Ｐ１４にオン信号が入力されていると、ＣＰＵ２１は、点灯回路３３を介して撮像ブロック２２の露光タイミングに合わせてパルス信号を出力し、照明装置３１を点灯させる。
【００２７】
レリーズスイッチ１４ａがオン状態にあり、かつ連写スイッチ１５ａがオン状態にされ、ポートＰ１４、Ｐ１５にオン信号が入力されていると、ＣＰＵ２１は、レリーズスイッチ１４ａのオン状態が継続されている間、一定間隔で撮像すなわちシャッタ機構のレリーズ駆動、撮像ブロック２２の駆動、及び露光が行われる。従って、ＣＰＵ２１は、被写体の撮像を時間的に連続して二回以上行わせる連写制御機能を有する。連写スイッチ１５ａではなく、動画スイッチ１６ａがオン状態にされ、ポートＰ１４、Ｐ１６にオン信号が入力されていると、ＣＰＵ２１は、レリーズスイッチ１４ａのオン状態が継続されている間、記録するフレーム間隔で撮像すなわちシャッタ機構のレリーズ駆動、撮像ブロック２２の駆動、及び露光が行われる。
【００２８】
レリーズスイッチ１４ａがオン状態にあり、かつＬＥＤオンスイッチ１２ａ、及び連写スイッチ１５ａがともにオン状態にされている場合は、露光時間内において点灯回路３３を介してＣＰＵ２１からパルス信号が出力される。但し、露光時間外においても、パルス信号を出力してもよい。露光と次のフレームの露光の間の露光時間外を利用してコマ間の構図確認を行うことが可能になる。
【００２９】
レリーズスイッチ１４ａがオン状態にあり、かつＬＥＤオンスイッチ１２ａ、及び動画スイッチ１６ａがともにオン状態にされている場合は、前述のレリーズスイッチ１４ａがオン状態にあり、かつＬＥＤオンスイッチ１２ａと連写スイッチ１５ａがオン状態にされている場合と同様に、露光時間内において点灯回路３３を介してＣＰＵ２１からパルス信号が出力される。但し、露光時間外においても、パルス信号を出力してもよい。露光と次のフレームの露光の間の露光時間外を利用してコマ間の構図確認を行うことが可能になる。
【００３０】
照明装置３１は、発光部３１０と反射及び放熱部３２０とを有する（図６参照）。発光部３１０は、ＬＥＤチップ３１１、パッケージ３１２、リードフレーム３１３、及び固定基板３１４を有する。
【００３１】
ＬＥＤチップ３１１は、リードフレーム３１３を介して電圧印加される。電圧印加されると、ＬＥＤチップ３１１は、主にチップ表面が発光する。パッケージ３１２は、砲弾型形状の透明樹脂で構成され、円柱形状部３１２ａと半球体形状部３１２ｂを有する。ＬＥＤチップ３１１、リードフレーム３１３の一部は、パッケージ３１２の内部に配置される。ＬＥＤチップ３１１の光は、パッケージ３１２の半球体形状部３１２ｂの球面を透過して放射状に放出される。半球体形状部３１２ｂは一部に非球面レンズを有して、ＬＥＤチップ３１１からの光をほぼ平行に集光してもよい。固定基板３１４は、リードフレーム３１３を固定する。リードフレーム３１３は、固定基板３１４から延出しており、プラス端子は電源電圧Ｖｃｃと接続され、マイナス端子は制限抵抗３２と接続される。
【００３２】
反射及び放熱部３２０は、反射板３２１、ＬＥＤ取り付け穴３２２、及びリード穴３２３を有する。反射及び放熱部３２０は熱伝導率の高いアルミニウムなどの金属部材で構成される。反射板３２１は、ＬＥＤチップ３１１の発光点を焦点とする回転放物面形状を有し、パッケージ３１２を介して放出されたＬＥＤチップ３１１の光を一定方向に反射する。反射板３２１の内面壁はＬＥＤチップ３１１の発光が反射できるよう鏡状に構成される。ＬＥＤ取り付け穴３２２は、パッケージ３１２の円柱形状部３１２ａの一部が取り付けられる。リード穴３２３は、リードフレーム３１３が貫通される。反射及び放熱部３２０は、ＬＥＤ取り付け穴３２２で、パッケージ３１２と接触する。ＬＥＤ取り付け穴３２２とパッケージ３１２と接触する部分は、円柱形状部３１２ａの側面、底面で出来るだけ多くの面積を有するのが望ましい。反射及び放熱部３２０は、リードフレーム３１３と接触しない。反射及び放熱部３２０は、固定基板３１４に固定される。
【００３３】
ＬＥＤチップ３１１は、パルス信号出力を受けると発光とともに発熱する。
【００３４】
ＬＥＤチップ３１１の発する光は、パッケージ３１２の半球体形状部３１２ｂを介して放射状に放出される。放出された光の一部は反射板３２１で一定方向に反射する。これにより、ＬＥＤチップ３１１の発する光は略同一方向に集光される。これにより、指向性の低いＬＥＤを使って発光を行う場合でも、効率よく被写体に向けて光を照射することが可能になる。照射効率を上げることで、使用するＬＥＤの個数を抑えることも可能になる。
【００３５】
ＬＥＤチップ３１１の発する熱は、パッケージ３１２に伝達される。パッケージ３１２に伝達された熱は、ＬＥＤ取り付け穴３２２から伝達され反射板３２１等で放熱される。これにより、反射及び放熱部３２０を有しないＬＥＤの発光装置に比べて、効率良く放熱でき、照明装置３１の単位時間当たりの温度上昇率を低くすることが可能になる（図１の（３）線参照）。
【００３６】
連続撮影や動画撮影などを行う場合、時間的に連続して照明装置のＬＥＤを発光させる。発光に伴う発熱によりＬＥＤの温度が上昇すると光量が低下する。撮像装置の照明装置にＬＥＤが使用される場合、光量が不安定では、適切な露光による撮影が行えないおそれがある。本実施形態の撮像装置１では、照明装置３１の時間当たりの温度上昇率を低く抑えることができるので、ＬＥＤチップ３１１の温度上昇による光量低下を防ぐことが可能になる。
【００３７】
放熱効果を高めるために、反射及び放熱部３２０は、反射板３２１と接触する部分に放熱フィン３２４を設けても良い（図７参照）。
【００３８】
なお、本実施形態では、撮像装置１に、照明装置３１が内蔵される形態を説明したが、照明装置は撮像装置とは別体であってもよい。この場合、照明装置３１は、撮像装置１の露光タイミングに合わせて照射を行う制御装置を有する。
【００３９】
本発明の実施形態として、撮像装置１は、撮像素子により被写体を撮像するデジタルカメラの形態を説明したが、銀塩カメラであっても同様の効果が得られる。
【００４０】
また、撮像装置１が撮像する被写体に向けて照射する目的を有する照明装置３１を説明したが、照明装置３１の目的はこれに限られない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】ＬＥＤの温度上昇と光量減少の関係を示す図である。
【図２】ＤＣ駆動とパルス駆動の場合の、時間変化によるＬＥＤの温度変化を示す図である。
【図３】本実施形態の撮像装置の外観を示す背面からみた斜視図である。
【図４】撮像装置の正面図である。
【図５】撮像装置の回路構成図である。
【図６】照明装置の断面構成図である。
【図７】放熱フィンを有する照明装置の断面構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  撮像装置
１１  光学ファインダ
１２  ＬＥＤオンボタン
１４  レリーズボタン
１５  連写ボタン
１６  動画ボタン
１７  ＬＣＤモニタ
２２  撮像ブロック
２３  ＡＥ部
２４  ＡＦ部
３１  照明装置
３３  点灯回路
３１０  発光部
３１１  ＬＥＤチップ
３１２  パッケージ
３１２ａ  円柱形状部
３１２ｂ  半球体形状部
３１３  リードフレーム
３１４  固定基板
３２０  反射及び放熱部
３２１  反射板
３２２  ＬＥＤ取り付け穴
３２３  リード穴
３２４  放熱フィン
【図１】
2006004632.tif 000003
【図２】
2006004632.tif 000004
【図３】
2006004632.tif 000005
【図４】
2006004632.tif 000006
【図５】
2006004632.tif 000007
【図６】
2006004632.tif 000008
【図７】
2006004632.tif 000009